Устройство для управления технологическим объектом Советский патент 1986 года по МПК G05B19/39 

Изобретение относится к. автоматическому управлению и может быть использовано, в частности, в автоматизированных системах управления технологическими . процессами (АСУ ТП) дл регулирования температурными режимами различных технологических объектов, например нагревател.ей катодов мощных электронных и газоразрядньгх приборов.

К устройствам управления, используемых в АСУ ТП предъявляются повьшенныетребования по обеспечению заданных точности и н&дежности воспроизведения технологического процесса при отказах ЭВМ управляющего комплекса.

Цель изобретения - повышение надежности и точности устройства за счет исключения аварийных режимов при отказах ЭВМ управляющего комплекса .

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 вариант выполнения логического блока; на фиг. 3 - вариант вьягалнения блока управления, на фиг. 4 принципиальная схема коммутатора.

Устройство для управления технологическим объектом содержит блок 1 управления, генератор 2 импульсов ключевой элемент 3, делитель 4 частоты, логический блок 5, реверсивный счетчик 6, коммутатор 7, регистр 8, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 9, суммирующий усилитель 10, исполнительный орган 11, объект 12 управления, датчик 1 3 состояния объекта, триггер 14, цифровой компаратор 15, элемент И-НЕ 16, второй вход 17 коммутатора 7, переключатель 1 Si режима,, элемент 19 памяти, второй 20, первый 21, третий 22 и четвертый 23 элементы И-НЕ, вход 24 элемента памяти, элементы И-НЕ 25-28, диоды 29 и 30,, .элементы И 31 и 32, транзисторы 33 t 34, нагрузочные резисторы 35 и 36 и четьфехканальные переключатели 37 и 38.

Ражим работы устройства определяется коммутатором 7. При низком уровне сигнала (логический О) на выходе элемента И-НЕ 16 информационный вход регистра 8 подключается к выходу реверсивного счетчика 6 (автономный режим), а при высоком уровне ; (логическая 1) - к первому входу

устройства (режим управления от ЭВМ), соединенного с входом 17. При этом, переключение режимов происходит только при равенстве кодов на входах цирфового компаратора 15.Начальное состояние элемента 19 памяти зависит от переключателя 18 режима. Элемент 19 памяти (выполненный, например, на базе двухобмоточного поляризованного реле РПС 32Б) фиксирует сигналы, поступающие на его входы, и управляет работой ключевого элемента 3, элемента И-ПЕ 16 и элементов И-НЕ 20-23. Вход 26 элемента памяти соединен с

вторым входом устройства, на которьй поступает сигнал, информирующий об отказе ЭВМ. Сигнал о прерывании выполняемой программы может быть сформироваНэ напрш-iep, схемой, организуюи),ей работу ЭВМ при попадании питания первичной сети. Запись информации (кода управляющего воздействия) в регистр 8 производится с частотой, задаваемой генератором 2 импульсов, соединенного с входом синхронизации регистра 8 через элементы И-НЕ 22 и 23, которые не пропускают импульсы только в случае, когда на первом

и втором входах элементу И-НЕ 22 при0

сутствуют сигналы логической 1. Триггер 14 и элементы И-НЕ 20 и 21 управляют работай логического блока 5. Последний подключает вход ревер- сивного счетчика 6 или непосредствен5 но к генератору 2 импульсов (ускоренкътй режим работы счетчика 6), или к делителю 4 частоты. Программа работы устройства задается с помощью блока 1 управления ручным, набором.

О Устройство при управлении температурным режимом технологического объекта работает следующим образом.

При включении устройства реверсйв- . ный счетчик 6,регистр 8 и триггер 14 ус5 танавливаются в нулевое состояние.Режим работы задается переключателем 18 режима. Если последний находится в положении Автономное управление, то на выходе элемента 19 памяти ие0 зависимо от уровня сигнала.на входе

26 присутствует сигнал логической

l, которьп открывает ключевой эле мент 3 и поступает на первый вход

элемента И-НЕ 16, Так как коды на

S вкодах цифрового компаратора 15 равны, то с его выхода на второй вход элемента И-НЕ, 16 также поступает сигнал логической 1. На управляющий вход коммутатора 7 и первые входы элементов И-НЕ 21 и 22 поступает сиг нал логического О, Регистр 8 подключается к выходу реверсивного счет чика 6, и на цифроаналоговый преобразователь 9 поступает код задающего воздействия, сформированный по коман дам блока 1 управления цепью: генера тор 2 импульсов - делитель 4 частоты логический блок 5 - реверсивньй счет чик 6. С выхода преобразователя 9 сигнал подается на суммирующий усилитель 10, соединенный с исполнитель ным органом 11, который воздействует на температурный режим объекта 12 уп равления. При этом в момент включения реверсивный счетчик 6 работает в ускоренном режиме, выходное напряжение дифроаналогового преобразователя 9 быстро нарастает и, -как только его величина превысит напряжение датчика 13 (что определяется температурой объекта 12 и частотой генератора 2) , на выходе. суммирующего усилителя 10 появляется сигнал, вызывающий ерабатывание триггера 14, который через элемент И-НЕ 20 переключает логический блок 5 и вход реверсивного счетчика 6 подключается к делителю 4 частоты. I При включении устройства, когда переключатель 18 режима задает режим Управление от ЭВМ, сигнал логического О с выхода элемента 19 памяти удерживает ключевой элемент 3 в закрытом состоянии и через элемент И-НЕ 16 переключает коммутатор 7. Код задающего воздействия, сформированный в соответствии с программой работы ЭВМ, поступает в регистр8 с пер-40 вого входа устройства, соединенного с входом 17 коммутатора 7. В- момент прерывания выполняемой в ЭВМ программы (сбоя) на второй вход уст.ройства, связанного с вторым входом 45 26 элемента 19 памяти, поступает сигнал логической 1, Элемент 19 памяти фиксирует этот сигнал и подает его на вторые входы элементов И-НЕ 21 и 22, а также ключевой элемент 3 и эле-50 мент И-НЕ 16. При этом с выхода элемента И-НЕ 22 на вход элемента И-НЕ 23 подается сигнал логического О и импульсы не поступают на вход синхронизации регистра 8. Таким образом,55 в последнем сохраняется записанная информация. Одновременно открывается ключевой элемент 3,.и, так как на 1 77. 4 первый вход элемента И-НЕ 20 с элемента. И-НЕ 21 пр1кодит сигнал логического О, а на второй - сигнал логической 1 с выхода триггера 14, логический блок 5 подключает генератор 2 импульсов к входу реверсивного счетчика 6, который начинает работать в .ускоренном режиме. Когда код на выходе счетчика 6 сравнивается с кодом, записанным в регистр 8, цифровой компаратор 15 срабатывает и на его выходе появляется сигнал логической 1, а на управляющем входе коммутатора 7 и первых входах элементов И-НЕ 20-23 - логический О, По этому сигналу элемент И-НЕ 23 разрешает прохождение импульсов генератора 2 на вход синхронизации регистра 8, логическому блоку 5 выдается команда на подключение реверсивного счетчика 6 к делителю 4 частоты, а коммутатор 7 подключает вход регистра 8 к вьгходу счетчика 6. При.этом процесс переключения не сказывается на температурном режиме объекта 12 управления, т.е. происходит безударно, Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается безударное переключение режима работы в момент отказа ЭВМ управляющего комплекса в общей структуре АСУ ТП. В результате улучшаются надежность и точность воспроизведения технологического процесса (например, программы управления температурным режимом). Формула изобретения Устройство для управления тЪхнологическим объектом, содержащее генератор импульсов, блок управления, первый выход которого соединен с первым входом логического блока, второй выход - с первым входом делителя частоты, подключенного выходом к второму входу логического блока, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами реверсивного счетчика, а также последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь, суммирующий усилитель и триггер второй вход суммирующего усилителя соединен с выходом датчика состояния объекта,о тличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности, в него введены ключевой элемент, последовательно соединенные переключатель режима, элемент памяти, первый

5

и второй элементы И-НЕ, а также последовательно соединенные третий и четвертый элементы И-НЕ,.регистр, цифровой компаратор, пятый элемент И-НЕ-и коммутатор, второй вход кото рого соединен с первым входом устройства для управления технологическим объектом, третий вход - с выходом реверсивного счетчика с вторым входом цифрового компаратора, а выход - с вторым входом регистра, выход которого подключен к входу цифроаналогового преобразователя, выход элемента памяти соединен с первым входом ключевого элемента, с вторьм

753776

входом пятого элемента И-НЕ и первым

входом третьего элемента И-НЕ, подключенного вторым входом к второму

входу первого элемента И-НЕ и выходу , пятого элемента И-НЕ, выход триггера соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ, выход которого подключен к третьему входу логического блока, четвертый вход которого соединен с 10 вторым входом делителя частоты и выходом ключевого элемента , второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов и второму входу четвертого элемен15 та И-НЕ.

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано в частности,в автоматизированных системах управления технологическими процессами (АСУТП) для регулирования температурными режимами различных технологических объектов, например, нагревателей катодов мощных электронных и газоразрядных приборов. Цель изобретения - повышение надежности и точности устройства за счет исключения аварийных режимов при отказах ЭВМ управляющего комплекса. Оно содержит блок управления, грнератор Импульсов, ключевой элемент, делитель частоты, логический блок, ре- версивньш счетчик, коммутатор, регистр, цифроаналоговьй преобразователь, суммирующий усилитель, исполi нительный орган, датчик состояния объекта, триггер, цифровой компара(Л тор, переключатель режима, элемент памяти, элементы И-НЕ. Логический блок состоит из элементов И-НЕ, согласующих диодов, а коммутатор --из элементов И-НЕ, транзисторов, нагрузочных резисторов и двух четырехканальных переключателей. В данном устройстве обеспечивается буферное переключение режима работы в момент отказа ЭВМ управляющего комплекса в общей структуре АСУТП. 4 ил.

Фиг. 1

/зеберсиб/ ому

CVe/77t V/f{/ff

.

фиг. 2.

28 0

Л блолу Д«Г двлитвлл

aemtm t